1 Universität Bayreuth
Lehrstuhl Didaktik der Biologie
Effektivität von Umweltbildung zum Thema Wasser
—
Empirische Studie zu Naturverbundenheit, Umwelteinstellungen und Umweltwissen
Dissertation
zur Erlangung des akademischen Grades
- Dr. rer. nat. -
der Fakultät Biologie, Chemie und Geowissenschaften an der Universität Bayreuth
vorgelegt von Diplom Biologin
Anne K. Liefländer
2012
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5 Diese Arbeit wurde von Februar 2009 bis November 2012 am Lehrstuhl für Didaktik der Biologie an der Universität Bayreuth unter der Leitung von Prof. Dr.
Franz X. Bogner angefertigt.
Vollständiger Abdruck der von der Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften der Universität Bayreuth genehmigten Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades eines Doktors der Naturwissenschaften (Dr.
rer. nat.).
Promotionsgesuch eingereicht am: 06. November 2012
Zulassung durch die Prüfungskommission: 14. November 2012 Wissenschaftliches Kolloquium: 25. Januar 2013
Amtierende Dekanin:
Prof. Dr. Beate Lohnert
Prüfungsausschuss
Prof. Dr. F.X. Bogner (Erstgutachter) Prof. Dr. L. Haag (Zweitgutachter) Prof. Dr. S. Liede-Schumann (Vorsitz) Prof. Dr. K. Hoffmann
Prof. Dr. St. Peiffer
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Inhaltsverzeichnis
A Summary... 1
B Zusammenfassung ... 3
C Ausführliche Zusammenfassung... 5
C.1 Theoretischer Hintergrund... 5
Naturverbundenheit... 5
Umwelteinstellungen ... 6
Umweltwissen ... 8
C.2 Fragestellungen und Ziele der Arbeit ... 9
C.3 Methoden ... 11
Studiendesign und Teilnehmer... 11
Erhebungsinstrumente und Datenauswertung ... 11
Umweltbildungsprogramm... 13
C.4 Ergebnisse und Diskussion ... 19
Schlussfolgerungen für Lehre und Forschung... 24
D Literaturverzeichnis der Zusammenfassung ... 27
E Teilarbeiten ... 33
E.1 Publikationsliste... 33
E.2 Darstellung des Eigenanteils ... 34
E.3 Teilarbeit A ... 35
E.4 Teilarbeit B ... 59
E.5 Teilarbeit C ... 79
F Anhang... 103
Erklärung ... 111
Danksagung ... 113
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A Summary 1 A Summary
Strengthening the environmental awareness within the world population is essential for facing today’s environmental threats. To solve current environmental problems and prevent future ones, environmental education should, among other things, promote the motivation, attitudes and knowledge necessary to ensure the protection and preservation of nature (IUCN, UNEP & WWF, 1991; Potter, 2010).
Connectedness to nature constitutes a great motivation for protecting nature and is encouraged through direct, affective nature experiences (e.g. Kaiser, Roczen &
Bogner, 2008; Davis, Green & Reed, 2009). Connectedness, just like environmental attitudes, can change during the course of a person’s life. This can affect the efficiency of environmental education with respect to different age groups (Bruni & Schultz, 2010; Ernst & Theimer, 2011). Frick and colleagues (2004) established three distinct cognitive knowledge dimensions which are necessary for sustainable action: system, action-related and effectiveness knowledge, dimensions which should be deliberately integrated into educational campaigns.
Up to now, there have been no detailed investigations of how pupils of various ages differ with regard to their connectedness to nature values or environmental attitudes. Also unclear is whether children and preadolescents are influenced differently by environmental education focusing on the previously mentioned aspects or if an achieved effect persists long after an educational project has ended. Systematically integrating the three environmental knowledge dimensions into one project is a challenging step that would allow any increase in a particular environmental knowledge dimension as well as any convergence of the dimensions to be determined. The present study addresses the current state of connectedness to nature and environmental attitudes of pupils 9 to 13 years in age. Subsequently, the influence of a comprehensive four-day environmental education programme on connectedness to nature, environmental attitudes and gain in environmental knowledge is examined.
The topic of the project at a school field centre was “Water in Life – Life in Water” and about 200 German pupils participated. The participants’
connectedness to nature was measured with the INS scale (Inclusion of Nature in Self; Schultz, 2002). The environmental attitudes were determined based on the 2- MEV model and its subscales preservation and utilisation (Two Major Environmental Values; e.g. Bogner & Wiseman, 2006) as well as on the previously mentioned environmental knowledge dimensions with three scales newly developed for this study. The instruments were embedded into a questionnaire which was employed as a pre-test, post-test and retention test. An external control group only completed the questionnaires and did not take part in the programme.
The results indicate that the 9 to 10-year-old pupils (fourth grade) show a stronger connectedness to nature and better environmental attitudes than the 11
to 13-year-olds (sixth grade). The influence of the environmental education project on connectedness to nature and environmental attitudes is stronger for the younger pupils than for the older ones. Both age groups show a stronger connectedness directly after the pupils’ participation, however, only the connectedness of the younger participants persists up to four weeks after the project. A similar picture is found for the environmental attitudes: Both the preservation and utilisation attitudes of the younger pupils improve through the pupils’ participation in the project, yet only preservation remains improved four weeks after the programme’s end. In comparison, the preservation attitude of the older pupils shows only a short-term improvement and the utilisation attitude is not influenced. The onset of puberty for the older pupils may be a reason for the lower connectedness to nature and the less favourable environmental attitudes.
Because of their age, the older pupils probably feel more independent and emotionally distant from others (Parra & Oliva, 2009; Steinberg & Silverberg, 1986) and perhaps also from nature. The new environmental knowledge scales were found to be reliable and homogeneous. Both the pupils’ knowledge levels and the knowledge convergence increase through the pupils’ programme participation and largely persist over a time span of four weeks after the project.
Effectiveness knowledge shows the least knowledge level increase, which can be explained by the hierarchical dependence of the environmental knowledge dimensions. Summarising the results, the four-day environmental education project was successful with regard to strengthening the pupils’ connectedness to nature, improving environmental attitudes and increasing environmental knowledge, particularly for the 9 to 10-year-old pupils. Finally, the implications of the findings for education research and the consequences for environmental education are discussed.
B Zusammenfassung 3 B Zusammenfassung
Die Stärkung des Umweltbewusstseins in der Bevölkerung ist heute notwendiger denn je. Um Umweltprobleme zu lösen und vorzubeugen, soll adäquate Umweltbildung unter anderem darauf abzielen, Motivation, Einstellungen und Wissen für den Schutz und Erhalt der natürlichen Umwelt zu fördern (IUCN, UNEP
& WWF, 1991; Potter, 2010). Naturverbundenheit stellt eine wichtige Motivation für den Umweltschutz dar und wird durch direktes, affektives Naturerleben gestärkt (z.B. Kaiser, Roczen & Bogner, 2008; Davis, Green & Reed, 2009). Diese Verbundenheit kann sich, ebenso wie Umwelteinstellungen, im Laufe des Lebens verändern, was sich wahrscheinlich auf die Effizienz von Umweltbildung bezüglich der unterschiedlichen Altersgruppen auswirkt (Bruni & Schultz, 2010; Ernst &
Theimer, 2011). Frick und Kollegen (2004) gehen von drei kognitiven Wissensar- ten aus, die für ökologisch-nachhaltiges Handeln essentiell sind: System-, Handlungs- und Wirksamkeitswissen, welche bewusst in Bildungsaktionen integriert werden sollten.
Bis heute ist nicht genau untersucht, wie sich Schüler/innen ungleichen Alters hinsichtlich ihrer Naturverbundenheitswerte und Umwelteinstellungen unterscheiden. Es ist ebenfalls unklar, ob Kinder und vorpubertäre Jugendliche durch Umweltbildung in den genannten Aspekten unterschiedlich beeinflusst werden, und ob ein erzielter Effekt über einen längeren Zeitraum nach einer Inter- vention bestehen bleibt. Eine systematische Integration der drei Umweltwissens- arten in ein Umweltbildungsprojekt stellt eine zusätzliche Herausforderung dar, durch die eine Zunahme der spezifischen Umweltwissensarten und deren Konvergenz nachgewiesen werden kann. Aus diesem Grund befasst sich die vorliegende Studie zunächst mit dem Ist-Zustand der Naturverbundenheit und den Umwelteinstellungen von 9 bis 13-Jährigen. Anschließend wird der Effekt eines umfassenden viertägigen Umweltbildungsprogramms auf Naturverbundenheit, Umwelteinstellungen und Umweltwissen untersucht.
Am Schullandheim-Projekt zum Thema „Wasser im Leben - Leben im Wasser“ nahmen rund 200 Schüler/innen teil. Die Naturverbundenheit wurde mit der INS-Skala ermittelt (Inclusion of Nature in Self; Schultz, 2002), die Umweltein- stellungen mit den Subskalen preservation und utilisation nach dem 2-MEV-Modell (Two Major Environmental Values; z.B. Bogner & Wiseman 2006) und die Wissensarten mit drei neu entwickelten Skalen. Alle Skalen waren in einem Fragebogen eingebettet, welcher als Vor-, Nach- und Behaltenstest eingesetzt wurde. Eine externe Kontrollgruppe, die nicht am Projekt teilnahm, füllte ausschließlich die Fragebögen aus.
Die Ergebnisse zeigen für 9 bis 10-Jährige (Klasse 4) eine stärkere Naturverbundenheit und bessere Umwelteinstellungen als für 11 bis 13-Jährige (Klasse 6). Der Effekt des Umweltbildungsprojekts auf die Naturverbundenheit und Umwelteinstellungen ist bei den jüngeren Schüler/innen größer als bei den älteren.
Beide Altersgruppen zeigen direkt nach der Teilnahme eine größere Naturverbundenheit, die jedoch nur bei den jüngeren Teilnehmer/innen auch über vier Wochen nach dem Projekt bestehen bleibt. Ein ähnliches Bild zeigt sich bezüglich der Umwelteinstellungen: Beide Einstellungen der jüngeren Schüler/innen verbessern sich durch die Programmteilnahme, jedoch bleibt nur preservation auch nach dem Projekt verbessert. Im Vergleich dazu zeigt die preservation-Einstellung der älteren Schüler/innen nur eine kurzfristige Verbesse- rung, die utilisation-Einstellung wurde nicht beeinflusst. Der Beginn der Pubertät bei den älteren Schüler/innen könnte der Grund für die geringere Naturverbun- denheit und die ungünstigeren Umwelteinstellungen sein. Aufgrund ihres Alters streben die vorpubertären Schüler/innen wahrscheinlich bereits nach Unabhängig- keit und erleben emotionale Distanz zu anderen (Parra & Oliva, 2009; Steinberg &
Silverberg, 1986) und möglicherweise auch zur Natur. Die neuen Skalen zur Messung der Umweltwissensarten erwiesen sich als reliabel und homogen. Das Umweltwissensniveau und die Wissenskonvergenz der Schüler/innen nehmen durch die Projektteilnahme zu und beide bleiben größtenteils über den Zeitraum von vier Wochen nach dem Projekt erhalten. Wirksamkeitswissen zeigt den geringsten Wissenszuwachs, was durch die hierarchische Abhängigkeit der Umweltwissensarten erklärt werden kann. Zusammenfassend war das viertägige Umweltbildungsprojekt bezüglich Naturverbundenheit, Umwelteinstellungen und Umweltwissen vor allem bei den 9 bis 10-jährigen Schüler/innen erfolgreich. Die Befunde werden abschließend bezüglich ihrer Herausforderungen für die Bildungsforschung und ihrer Konsequenzen für die schulische Umweltbildung beleuchtet.
C.1 Theoretischer Hintergrund 5 C Ausführliche Zusammenfassung
C.1 Theoretischer Hintergrund
Angesichts der stetig zunehmenden Bedrohung der Natur und der Umwelt durch die Einflüsse des Menschen ist es wichtiger denn je, Bewusstsein für die Auswirkungen unserer Handlungen zu schaffen. Umweltbildung zielt daher verstärkt darauf ab ein solches Bewusstsein herzustellen und so substantiell zum Schutz und Erhalt unserer Lebensgrundlage beizutragen. Für eine gemeinsame Lösung und Vermeidung von Umweltproblemen ist es daher notwendig, Wissen, Fähigkeiten und Einstellungen, Motivation und Engagement gezielt zu fördern (IUCN, UNEP & WWF, 1991; Potter, 2010). Theoretisch abgeleitete und fundiert durchdachte Umweltbildungsprogramme sind dabei das Mittel der Wahl, die genannten Aspekte einzubeziehen und zu verändern. Die vorliegende Arbeit richtet ein besonderes Augenmerk auf die Verbesserung der oben hervorgehobenen Aspekte mittels Umweltbildung und evaluiert konsequent die entsprechende Wirkung auf die teilnehmenden Schüler1.
Naturverbundenheit
Bildung für eine nachhaltige Entwicklung fällt vor allem in den Verantwortungsbe- reich von Schulen. Umweltbildungsprojekte müssen dabei neben der Wissens- vermittlung im Klassenzimmer, auch die emotional-affektive Ebene des direkten Naturerlebens mit einbeziehen (Milbrath, 1994). Durch positive Begegnung mit der natürlichen Umwelt kann eine persönliche Verbindung mit der Natur entstehen.
Analog zu zwischenmenschlichen Beziehungen wird die Beziehung zur Natur gestärkt, indem man viel Zeit in der Natur bzw. zusammen verbringt (Schultz, 2002).
Bereits Bonnett & Elliott (1999) erkannten, dass es kaum ein bedeutsame- res Thema für die Menschheit gibt, als ihre Beziehung zur natürlichen Umwelt. Die Bedeutsamkeit wird noch klarer, wenn man bedenkt, dass eine tiefe Naturverbun- denheit stark mit umweltbewusstem Handeln verwoben ist: Sie bildet daher eine grundlegende Motivation für den Schutz der Umwelt (Frantz, Mayer, Norton &
Rock, 2005; Kaiser, Roczen & Bogner, 2008; Kals, Schumacher & Montada, 1999). Dennoch wurde eine mögliche Veränderung der Naturverbundenheit während der Entwicklung eines Menschen vom Kind zum Erwachsenen noch nicht eingehend untersucht. Eine Studie von Bruni und Schultz (2010) konnte zeigen, dass die Naturverbundenheit von 10 bis 11-Jährigen denen von Umweltaktivisten gleicht, während College-Studenten eine deutlich geringere Naturverbundenheit aufweisen. Die Autoren interpretieren dies als Abnahme an Verbundenheit von der Kindheit zum Erwachsenenalter.
1 Im Folgenden werden Ausdrücke wie „Schüler“ und „Lehrer“ für beide Geschlechter verwendet.
Angenehme und emotional befriedigende Erlebnisse in der Natur können die Naturverbundenheit fördern und stellen damit eine didaktische Möglichkeit dar, die Motivation für Umweltschutz zu stärken (Kaiser et al., 2008). Die notwendige Dauer und Häufigkeit solcher Naturerlebnisse ist nicht vollständig geklärt. Bisher wurde gezeigt, dass ein Eintagesprogramm mit Schülern der sechsten Klasse keine eindeutig positive Wirkung auf die Naturverbundenheit hat (Kossack &
Bogner, 2011). Programme mit ausreichender Dauer und Häufigkeit (drei bis vier Tage innerhalb eines Zeitraums von einer Woche bis zu einem Monat) erzielten jedoch eine positive Wirkung auf die Naturverbundenheit (Ernst & Theimer, 2011).
Diese Wirkung wurde auch mit Schülern der dritten und vierten Klasse erzielt, jedoch nicht mit älteren Schülern (Klasse 5. bis 6. und Klasse 10. bis 12.), woraus gefolgert werden kann, dass jüngere Schüler besser auf die Förderung der Naturverbundenheit anzusprechen scheinen als ältere.
Die Beziehung zwischen Mensch und Natur kann mit dem Konzept ‚inclu- sion with nature’ (Schultz, 2002) dargestellt werden, welches die Einbeziehung der Natur in das Selbstkonzept eines Menschen betrachtet. Eine empirische Erfas- sung der Naturverbundenheit ist dabei besonders einfach, da das dazugehörige Messinstrument prägnant und universell verständlich für junge Schüler ist. Die Inclusion of Natur in Self-Skala wurde bereits vielfach psychometrisch validiert (z.
B. Brügger, Kaiser & Roczen, 2010) und ermöglicht, die individuell wahrgenom- mene Verbundenheit mit der natürlichen Umwelt abzubilden.
Umwelteinstellungen
Umweltbewusstes Handeln bedarf neben einer grundlegenden Motivation auch einer positiven Umwelteinstellung. Diese Einstellung gegenüber dem Umwelt- schutz beschreibt die Präferenz einer Person, umweltbezogenen Aktivitäten oder Problemen Bedeutung beizumessen (Schultz, Shriver, Tabanico & Khazian, 2004). Verzichtet eine Person beispielsweise darauf die im Supermarkt angebote- nen Plastiktüten zu verwenden, zeigt diese Person ein favorisiertes Umwelt- schutzverhalten, welches jedoch eher aus ökonomischen Gründen resultiert.
Verzichtet eine Person jedoch aus Gründen des Umweltschutzes von sich aus und bewusst auf die Nutzung, steckt dahinter eine positive Umwelteinstellung (Dobson, 2007). Umweltbildung sollte folglich auf eine nachhaltige Einstellungsveränderung abzielen, weg von der (Aus-)Nutzung der Natur hin zum Schutz der Umwelt. Der Erfolg eines Programms hinsichtlich dieser Umwelteinstellungen kann mit dem 2- MEV-Modell erfasst werden (Two Major Environmental Values; Bogner &
Wiseman, 1999, 2002, 2006). Es basiert auf den zwei Umwelteinstellungs- Bereichen preservation und utilisation2. Die Einstellungsdomäne preservation wird von einer biozentrischen Präferenz bestimmt, die den Schutz und Erhalt der natürlichen Ressourcen wiedergibt. Utilisation hingegen beschreibt eine anthropo-
2 Im Folgenden werden die Begriffe preservation und utilisation beibehalten, da die deutschen Begriffe die dem 2-MEV-Modell zu Grunde liegende Theorie weniger deutlich erfassen.
C.1 Theoretischer Hintergrund 7 zentrische Präferenz, welche die Ausnutzung natürlicher Ressourcen widerspie- gelt. Die beiden Einstellungen preservation und utilisation sind nicht linear, sondern orthogonal in vier Quadranten angeordnet. Die zweidimensionale Struktur des Modells erlaubt also eine Veränderung der einen Einstellung unabhängig von der anderen, und trägt somit der Möglichkeit Rechnung, dass eine Person mit hoher preservation-Präferenz nicht unbedingt auch eine geringe utilisation-Präfe- renz hat.
Unabhängige Forschergruppen haben das 2-MEV-Modell bereits getestet und seine psychometrischen Eigenschaften festgestellt: Die Reliabilität und Vali- dität wurden unter diversen Rahmenbedingungen, wie unterschiedliche Sprachen und Altersgruppen, bestätigt (Boeve-de Pauw & van Petegem, 2011; Drissner, Haase & Hille, 2010; Johnson & Manoli, 2011; Milfont & Duckitt, 2004; Munoz, Bogner, Clement & Carvalho, 2009). Forschungsarbeiten, denen dasselbe Messinstrument zu Grunde liegt, können bezüglich ihrer Ergebnisse verglichen werden. So ist in Studien bereits gezeigt worden, dass die Befragten eine Tendenz zeigen, preservation zuzustimmen und utilisation abzulehnen (z.B.
Wiseman, Wilson & Bogner, 2012; Johnson & Manoli, 2011). Die Tendenz befragter amerikanischer Schüler (9 bis 12 Jahre alt) war dabei deutlicher ausgeprägt als bei einer Studie mit deutschen Studenten (durchschnittlich 22 Jahre alt; Johnson & Manoli, 2011; Wiseman et al., 2012). Dies deutet darauf hin, dass Kinder positivere Umwelteinstellungen haben als Erwachsene. Bezüglich des Geschlechts der befragten Personen wurden bei weiblichen Personen meist eine höhere preservation-Präferenz und eine geringere utilisation-Präferenz festgestellt als bei männlichen Personen (z.B. Bogner & Wiseman, 2006; Wiseman & Bogner, 2003). Andere Studien konnten diese Ergebnisse nur bezüglich der utilisation- Präferenz bestätigen und fanden keine geschlechtsspezifischen Unterschiede bei der preservation-Präferenz (Oerke & Bogner, 2010; Boeve-de Pauw & van Petegem, 2011).
Die Wirkung von Bildungsprogrammen auf die vom 2-MEV-Modell postu- lierten Umwelteinstellungen wurde ebenfalls bereits untersucht, wobei deren Erfolg durch verbesserte Umwelteinstellungen bestätigt wurde. Als verbesserte Einstellung werden dabei eine Zunahme der preservation-Präferenz und/oder eine Abnahme der utilisation-Präferenz verstanden. Einige Programme konnten beide Umwelteinstellungen erfolgreich verbessern (z.B. Bogner, 1998; Bogner &
Wiseman, 2004; Johnson & Manoli, 2011), andere wiederum nur preservation (z.B. Bogner, 1999) oder utilisation (z.B. Drissner et al.; 2010, Bogner, 2002).
Interpretiert werden diese unterschiedlichen Ergebnisse vor allem bezüglich der Inhalte der untersuchten Programme, welche sich möglicherweise unterschiedlich auf preservation auswirken als auf utilisation (z.B. Bogner, 2002; Sellmann &
Bogner, 2012b). Neben dem Programminhalt könnte auch das Alter der Schüler oder ihr Geschlecht eine Rolle bei der Effektivität eines Umweltbildungspro- gramms spielen.
Umweltwissen
Umweltwissen ist ein weiterer Gesichtspunkt zur individuellen Lösung oder Vermeidung von Umweltproblemen. Nur ein tief greifendes Verständnis kann den schädlichen Einfluss des Menschen vermindern (Hart, 2002; Kaiser et al., 2008).
Das Wissen darf sich jedoch nicht allein auf reines Faktenwissen beschränken.
Es müssen ebenfalls Handlungsoptionen und deren Wirksamkeit zum Schutz der Umwelt vermittelt werden, um Schüler zu befähigen, erfolgreich mit den individu- ellen Herausforderungen des täglichen Lebens umzugehen (Frick, Kaiser &
Wilson, 2004).
Traditionellerweise ist die kognitive Wissensvermittlung ein Hauptanliegen einer schulischen Ausbildung (Kaiser et al., 2008). Der Bildungserfolg kann mit Messinstrumenten ermittelt werden, die es erlauben, die Anzahl richtiger Antworten vor und nach einer Unterrichtseinheit zu erfassen. Meist wird jedoch nur Wissen vermittelt, das zu einem Verständnis von natürlichen Zuständen und Abläufen in Ökosystemen nötig ist. Dieses auf Fakten basierende Systemwissen allein reicht jedoch nicht, um umweltbewusstes Verhalten zu bewirken. Den Schülern muss ebenfalls Handlungswissen mitgegeben werden, damit ihnen klar wird, was sie selbst gegen Umweltprobleme tun können. Wenn sie über verschiedene Handlungsoptionen verfügen, müssen sie befähigt werden zu entscheiden, welche Option schlussendlich am ökologisch-nachhaltigsten und selbsttätig durchführbar ist (Wirksamkeitswissen; Frick et al., 2004).
Viele Studien haben bereits gezeigt, dass mit Hilfe von Umweltbildung Umweltwissen effektiv vermittelt werden kann (z.B. Bogner, 1998; Fančovičová &
Prokop, 2011; Randler, Ilg & Kern, 2005; Sellmann & Bogner, 2012a). Die Wissenszunahme ist meist nachhaltig, es muss lediglich mit einem geringen Wissensverlust gerechnet werden. Die bisher veröffentlichten Studien haben ihre Bildungsprogramme nicht auf Basis der drei Umweltwissensarten konzipiert, jedoch bereits Methoden wie beispielsweise Stationenlernen verwendet, die es erlauben würden auf alle Umweltwissensarten einzugehen (z.B. Sellmann &
Bogner, 2012a). Systemwissen, Handlungswissen und Wirksamkeitswissen sind am besten anhand authentischer Situationen und wirklichkeitsnaher Probleme zu vermitteln (Frick et al., 2004). Dadurch werden Möglichkeiten zur sozialen Interak- tion und Raum für Reflexion und Diskussion des erworbenen Wissens geschaffen.
Zur Überprüfung einer erfolgreichen Vermittlung von kognitivem Umwelt- wissen bedarf es eines programmspezifischen Messinstruments, welches jeweils eine Skala für jede Umweltwissensart enthält. Die Qualität der Skalen sollte unter anderem bezüglich ihrer Reliabilität, der Personenfähigkeiten und Itemschwierig- keiten überprüft werden, um sicherzustellen, dass die Studienergebnisse verläss- lich sind. Erfolgreicher Unterricht kann dann auf zwei unterschiedliche Arten und Weisen nachgewiesen werden. Bisherige Studien zur Evaluation von Umweltbil- dungseinheiten haben nur dargestellt, dass nach dem Unterricht ein anhaltend
C.2 Fragestellungen und Ziele der Arbeit 9 erhöhtes Wissensniveau vorhanden war. Die zweite Möglichkeit eröffnet sich durch die Differenzierung in die drei Umweltwissensarten: Sie erlaubt die Zunahme an Wissensintegration zu ermitteln. Bildungserfolg wäre dann gegeben, wenn sich die Konvergenz zwischen den drei Umweltwissensarten vergrößert, sie sich also ineinander integrieren. Daraus folgend wird davon ausgegangen, dass die Umweltwissensarten von Experten sich nicht mehr voneinander unterscheiden lassen (Frick et al., 2004).
C.2 Fragestellungen und Ziele der Arbeit
Die vorliegende Arbeit basiert auf einem Umweltbildungsprojekt, das darauf abzielt Naturverbundenheit, Umwelteinstellungen und Umweltwissen zu fördern. Als Themenkomplex wurde ‚Wasser’ gewählt, da er im bayerischen Lehrplan für die vierte Klasse Grundschule (Heimat- und Sachunterricht) und die sechste Klasse Hauptschule (Physik, Biologie, Chemie) vorkommt.
Teilstudie A: Naturverbundenheit fördern
In der ersten Studie zur Naturverbundenheit werden die Teilnehmer in die Altersgruppen 9 bis 10 (Klasse 4) und 11 bis 13 (Klasse 6) aufgeteilt, um zu überprüfen, ob die von Bruni und Schutz (2010) angenommene Abnahme an Naturverbundenheit im Laufe des Lebens auch von der Kindheit zur Präadoles- zenz stattfindet. Zudem soll ein Vergleich zwischen gleichaltrigen Schülern mit unterschiedlichem Bildungsniveau (Hauptschüler und Gymnasiasten) gezogen werden. Das Hauptaugenmerk der Teilstudie liegt jedoch auf dem Effekt des viertägigen Umweltbildungsprojekts auf die Naturverbundenheit der Schüler. Wir erwarten eine kurzfristige und nachhaltige Vergrößerung der Verbundenheit aufgrund von Programminhalt und -länge. Die Zunahme sollte sich jedoch zwischen den beiden Altersgruppen unterscheiden.
Die konkreten Fragestellungen der Teilstudie A lauten:
1. Weisen jüngere Schüler eine höhere Naturverbundenheit auf als ältere Schüler?
2. Unterscheidet sich die Naturverbundenheit von Schülern mit unter- schiedlichem Bildungsniveau?
3. Zeigen beide Altersgruppen eine Zunahme an Naturverbundenheit durch die Teilnahme an einem viertägigen Umweltbildungsprojekt?
4. Ist die mögliche Zunahme an Naturverbundenheit stabil und damit über das Projekt hinaus nachhaltig?
Teilstudie B: Positive Umwelteinstellungen verstärken
In der zweiten Studie zu Umwelteinstellungen wird zunächst überprüft, ob die orthogonale Struktur des 2-MEV-Modells bezüglich preservation und utilisation auch mit unseren sehr jungen Teilnehmern bestätigt werden kann. Die Aufteilung in die zwei Altersgruppen wird (wie in Teilstudie A) beibehalten, um mögliche Unterschiede zwischen den Schülern zu ermitteln, was diese Teilstudie von bisherigen Studien unterscheidet. Zwischen Jungen und Mädchen wurden häufig Unterschiede in den Umwelteinstellungen gefunden. Auch in der vorliegenden Studie wird deshalb erwartet, dass die Umwelteinstellungen von Jungen und Mädchen differieren. Es ist ebenfalls anzunehmen, dass sich die Altersgruppen und Geschlechter bezüglich des Umweltbildungsprojekts ungleich zugänglich zeigen und somit eine unterschiedliche Wirkung nachgewiesen werden kann.
Die konkreten Fragestellungen der Teilstudie B lauten:
1. Kann mit entsprechenden Daten von 9 bis 13-jährigen Schülern die orthogonale Struktur des 2-MEV-Modells bestätigt werden?
2. Unterscheiden sich die Umwelteinstellungen von Schülern unterschiedli- chen Alters und Geschlechts?
3. Haben Alter und Geschlecht einen Effekt auf die kurzfristige und nachhaltige Veränderung von Umwelteinstellungen durch die Teilnahme an einem viertägigen Umweltbildungsprojekt?
Teilstudie C: Drei Umweltwissensarten effizient messen und fördern
Die dritte Studie befasst sich mit den drei Umweltwissensarten Systemwissen, Handlungswissen und Wirksamkeitswissen und deren Förderung durch das Umweltbildungsprojekt. In einem ersten Schritt soll die Reliabilität und Homogeni- tät der neu entwickelten Umweltwissensskalen via Rasch-Analyse bestätigt werden. Erwartet wird, dass der Erfolg des Umweltbildungsprojekts auf konventio- nelle Weise als kurzfristige und nachhaltige Zunahme des Wissensniveaus aller Umweltwissensarten gezeigt werden kann. Zusätzlich wird angenommen, dass Bildungserfolg auch als Zunahme der Wissenskonvergenz zwischen den Wissensarten zu beweisen sein müsste.
Die konkreten Fragestellungen der Teilstudie C lauten:
1. Sind die neuen programmspezifischen Umweltwissensskalen psychomet- risch reliabel und homogen?
2. Nehmen alle Umweltwissensarten durch die Teilnahme am Umweltbildungsprogramm bezüglich ihres Niveaus kurzfristig und nachhaltig zu?
3. Führt die Teilnahme am Umweltbildungsprogramm zu einem Anstieg der Konvergenz zwischen den Umweltwissensarten?
C.3 Methoden 11 C.3 Methoden
Studiendesign und Teilnehmer
Die vorliegende empirische Studie wurde mit Schülern der vierten (9 bis 10 Jahre alt) und sechsten Jahrgangsstufe (11 bis 13 Jahre alt; Hauptschule) in einem quasi-experimentellen Design durchgeführt. Insgesamt elf Klassen nahmen an einem viertägigen Umweltbildungsprogramm in einem Schullandheim teil. Die Datenerhebung erfolgte mit Fragebögen (paper-and-pencil). Zwei Wochen vor der Teilnahme am Projekt fand eine erste Befragung im Klassenzimmer (T0) statt, um die Ausgangswerte der Schülerinnen und Schüler empirisch zu erfassen. Direkt im Anschluss an die Projektwoche folgte im Schullandheim ein Nachtest (T1) und vier bis sechs Wochen danach ein Retentionstest (T2), um nachhaltige Veränderungen zu erfassen. Alle drei Fragebögen eines Schülers wurden von den Schülern mit ihrem eigenen streng vertraulichen Code versehen, um die Fragebögen einander zuordnen zu können. Zwei vierte und zwei sechste Klassen bildeten eine externe Kontrollgruppe, welche nicht am Programm teilnahm. Diese Kontrolle erlaubt den Ausschluss von „Lerneffekten“ durch das reine Ausfüllen der Fragebögen und beweist, dass der gefundene Effekt auf die Teilnehmer vom Programm herrührt.
Auf Grund fehlender Fragebögen (z.B. durch Krankheit am Testzeitpunkt) und fehlender Antworten zu Fragen (weniger als 80% Antworten pro Instrument im Fragebogen) wurden verschiedene Schüler von den Auswertungen ausgeschlos- sen, was insgesamt zur Reduktion der Nettostichprobengröße führte und zu leicht variierenden Stichprobengrößen innerhalb der Teilstudien. In der Regel flossen Daten von 264 Schülern, darunter ca. 190 von Teilnehmern und 74 von der Kontrollgruppe in die Auswertung ein. Die Daten der Teilstudien A und B wurden jeweils unterteilt in Viertklässler mit insgesamt ca. 136 Teilnehmern und Sechstklässler mit insgesamt 55 Teilnehmern. Teilstudie C erfuhr keine solche Unterteilung und die Kontrollgruppe umfasste 38 Schüler. Das Durchschnittsalter der Studienteilnehmer war 10,4 ± 1,1 Jahre (Mittelwert ± Standardabweichung).
Die jüngeren Schüler waren durchschnittlich 9,8 ± 0,5, die älteren 11,9 ± 0,5 Jahre alt. Die Geschlechterverteilung war annähernd ausgeglichen, mit durchschnittlich 47,4% Viertklass-Mädchen und 43,6% Sechstklass-Mädchen.
Erhebungsinstrumente und Datenauswertung
Die Genehmigung der Datenerhebung mittels Fragebögen im Schulbereich erfolgte durch das Bayerische Staatsministerium für Unterricht und Kultus (III.4-5 O 4106/167). Für die Teilarbeiten A bis C wurden drei verschiedene Messinstru- mente mit insgesamt 38 Items aus dem Fragebogen verwendet. Je nach Testzeit- punkt enthielt dieser bis zu 14 weitere Fragen, die nicht im Rahmen dieser Arbeit ausgewertet wurden.
Teilarbeit A basiert auf der INS-Skala zur Erfassung der Naturverbundenheit (Inclusion of Nature in Self; Schultz, 2002). Die Skala erfragt mittels eines einzigen Items direkt die Beziehung zwischen Befragtem (Self) und der Natur. Das graphische Item besteht aus sieben Kreispaaren, die jeweils mit „Ich“ und „Natur“
benannt sind. Die Kreise unterscheiden sich im Ausmaß ihrer Überlappung, von vollständiger Überlappung, was eine völlige Verbundenheit mit der Natur wider- spiegelt, bis hin zu fehlender Überlappung, was Getrenntsein von der Natur widerspiegelt (siehe F Anhang). Zunächst wurden die von den Schülern ange- kreuzten INS-Ausgangswerte (T0) zwischen den 9 bis 10 und den 11 bis 13- jährigen Schülern verglichen, wobei die älteren Schüler nochmals in Hauptschüler und Gymnasiasten unterteilt wurden. Für die Wirkung des Programms auf die jüngeren und die älteren Schüler (nur Hauptschule3) wurden die drei INS-Werte der Testzeitpunkte untereinander verglichen.
Zur Erfassung von Umwelteinstellungen wurde in Teilarbeit B die Skala des 2- MEV-Modells verwendet (Two Major Environmental Values; v.a. Bogner &
Wiseman, 1999, 2006). Die Skala erfasst die zwei unabhängigen Einstellungen Umweltschutz (preservation) und Umwelt(aus)nutzung (utilisation) über jeweils zehn Aussageitems in einem fünfstufigen Likert-Format mit 1 (völlig falsch) bis 5 (völlig richtig) bewertet werden (siehe F Anhang). Schüler mit einer positiven Umwelteinstellung würden tendenziell den preservation-Items zustimmen und die utilisation-Items ablehnen. Die ursprünglichen 20 Aussagen der Skala wurden um vier Items reduziert. Es wurden diejenigen Items herausgelassen, welche für Viertklässler am schwierigsten zu erfassen waren, um die geistige Anstrengung der Schüler beim Ausfüllen der Fragebögen möglichst gering zu halten. Um die zweidimensionale Struktur des Modells zu bestätigen, wurde eine konfirmatorische Faktorenanalyse (Hauptachsenanalyse mit schiefwinkliger Rotation, direkt oblimin) gewählt und eine bivariate Korrelation durchgeführt. Die Summenmittelwerte der Schüler für preservation und utilisation dienten als Grundlage für die Berechnung der Einstellungsausgangswerte (T0) und ihrer Veränderung auf Grund der Projektteilnahme. Es wurden jeweils die Unterschiede zwischen Alter und Geschlecht ermittelt.
Die Wirkung des Umweltbildungsprojektes auf das Umweltwissen ist in Teilstudie C dargestellt. Das Umweltwissen wurde mit jeweils einer Skala für Systemwissen, Handlungswissen und Wirksamkeitswissen erfasst. Für die Skalen wurden Multiple-Choice-Fragen mit je vier Antwortmöglichkeiten entwickelt, von denen jeweils nur eine Antwort korrekt war. Die Antworten der Schüler wurden mit 1 (richtige Antwort) und 0 (falsche Antwort) codiert. Mit dem Rasch-Modell für dichotome Items wurden die Skalen kalibriert, um deren Qualität zu erfassen (Rasch, 1980). Das Rasch-Modell ist ein probabilistisches Modell, welches die Wahrscheinlichkeit einer richtigen Antwort als Funktion aus Itemschwierigkeit und
3 Am Umweltbildungsprojekt nahmen nur die Hauptschüler der sechsten Klasse teil, da das Projektniveau nicht für Gymnasiasten ausgerichtet war.
C.3 Methoden 13 Personenfähigkeit beschreibt (siehe auch Adams & Khoo, 1993; Bond & Fox, 2007). Anstelle der üblicherweise genutzten Summenmittelwerte wurden die aussagekräftigeren Rasch-Personenschätzer (Einheit: Logits) als Input-Werte für die Folgeberechnungen genutzt. Die Zunahme des Wissens als Maßstab des Bildungserfolgs wurde zunächst konventionell, wie in vorherigen Veröffentlichun- gen, als Wissensniveau bestimmt, d.h. als Zunahme richtiger Antworten bedingt durch eine Programmteilnahme. Mittels Mixed-Design-ANOVA wurde der dreidimensionale Effekt zwischen Gruppe (Kontrolle und Teilnehmer), Testzeit- punkt (T0 bis T2) und Umweltwissensart ermittelt und signifikante Unterschiede post-hoc mit t-Tests näher betrachtet. Erstmals in der Fachwelt wurde in dieser Teilstudie neben der Veränderung des Wissensniveaus durch ein Programm auch die Wissenskonvergenz der drei Umweltwissensarten als Effekt des Programms ermittelt. Bildungserfolg ist insbesondere auch dann gegeben, wenn durch Unterricht eine Integration von Wissen stattfindet. Diese kann durch eine Verände- rung in der Korrelation der Wissensarten untereinander festgestellt werden.
Umweltbildungsprogramm
Alle empirischen Studien dieser Gesamtarbeit basieren auf einem viertägigen Umweltbildungsprogramm zum Thema „Wasser im Leben, Leben im Wasser“, welches im Frühjahr und Sommer 2010 am Schullandheim Weißenstadt (Wasser- schule Oberfranken) stattfand. Die Durchführung folgte stets durch die gleichen Betreuerinnen und nach dem gleichen Wochenplan (Abbildung 1), um zu gewähr- leisten, dass Ort, Betreuer und Programmstruktur konsistent blieben.
Das umfangreiche Programm war vom Inhalt und Anspruchsniveau an den bayerischen Lehrplan der vierten und sechsten Klasse (Hauptschule) angepasst.
Die Autorin hat das Projekt dafür in Eigenregie konzipiert und auch selbstständig durchgeführt. Die Schüler wurden insgesamt über ca. 24 Stunden angeleitet, verteilt auf vier Tage. Die verschiedene Programmteile (Module) fanden im Haus oder im Freien statt. Module unterschieden sich in ihrer geistig-kognitiven und emotional-affektiven Orientierung, in den Inhalten und den angewandten Methoden. Diese unterschiedlichen Ausrichtungen sind relevant, um alle ange- strebten Veränderungen bezüglich Naturverbundenheit, Umwelteinstellungen und Umweltwissen mit einem Programm zu erzielen.
ANREISE
Vor- mittag
Nach- mittag
Abend
Montag Dienstag Mittwoch Donnerstag Freitag
ABREISE
Abendessen
Nachtest
Mittagessen
Auswertung des Gruppenpuzzles
Frühstück
20:00 21:00 19:00 18:00 17:00 16:00 15:00 14:00 13:00 12:00 11:00 10:00 09:00 ab 08:00
Nachtwanderung (optional)
Nachtwanderung (optional) Einführung
Gruppenpuzzle:
Wasser und Ich
Abendessen Abendessen
Abendessen
Beobachtungsgang zum See
Wasserrallye:
Wasser Welt Weit Begrüßung
Bach erleben
Mittagessen Mittagessen
Mittagessen
Stationenlernen:
Leben im Wasser Stationenlernen:
Der Blaue Planet
Frühstück Frühstück
Frühstück
im Haus im Freien ANREISE
Vor- mittag
Nach- mittag
Abend
Montag Dienstag Mittwoch Donnerstag Freitag
ABREISE
Abendessen
Nachtest
Mittagessen
Auswertung des Gruppenpuzzles
Frühstück
20:00 21:00 19:00 18:00 17:00 16:00 15:00 14:00 13:00 12:00 11:00 10:00 09:00 ab 08:00
Nachtwanderung (optional)
Nachtwanderung (optional) Einführung
Gruppenpuzzle:
Wasser und Ich
Abendessen Abendessen
Abendessen
Beobachtungsgang zum See
Wasserrallye:
Wasser Welt Weit Begrüßung
Bach erleben
Mittagessen Mittagessen
Mittagessen
Stationenlernen:
Leben im Wasser Stationenlernen:
Der Blaue Planet
Frühstück Frühstück
Frühstück
im Haus im Freien
Abbildung 1: Wochenplan des Umweltbildungsprogramms „Wasser im Leben – Leben im Wasser“.
Zunächst werden die Module näher beschrieben, die im Freien stattfanden, um ein direktes Naturerleben zu ermöglichen. Sie waren stärker emotional-affektiv ausgelegt und zielten darauf ab die Naturverbundenheit zu stärken und eine positive Umwelteinstellung zu forcieren.
Beobachtungsgang zum See. Die Woche im Schullandheim begann mit einer kurzen Wanderung und sollte den Schülern zunächst Orientierung in ihrer neuen Umgebung verschaffen. Jede Klasse wurde hierfür in drei bis vier Gruppen unterteilt, die jeweils von einem Lehrer bzw. der Betreuerin begleitet wurden.
Jeder Lehrer hatte einen Plan, auf dem jeweils der Weg ihrer Gruppe eingezeich- net war. Die Schüler hingegen bekamen nur einen Kompass und eine Beschrei- bung ihres individuellen Wegs zum Weißenstädter See. Nach einer Einführung zum Gebrauch des Kompasses suchten die Schülergruppen selbstständig ihren Weg zum See. Dort angelangt führten die Schüler zunächst von einer Badewiese aus Suchaufträge durch, wie zum Beispiel „Findet etwas, dass auf dem Wasser schwimmt“. Danach durften sich die Schüler die Schuhe ausziehen und die Schülergruppen wurden von einem Lehrer oder der Betreuerin barfuß mit geschlossenen Augen über die Wiese und im flachen Bereich durch den See geführt, wobei sie sich jeweils an den Schultern des Vordermanns festhielten. Dies
C.3 Methoden 15 diente dazu mit der Natur näher in Kontakt zu treten und dabei seltener benutzte Sinne anzusprechen. Auf einem Steg wurden die Schüler aufgefordert Luft- und Wassertemperatur zu schätzen und sie anschließend zu messen. Als Überleitung zur pH-Wert-Messung wurden die Schüler außerdem gefragt, welche Eigenschaf- ten von Wasser sie noch kennen. Da der pH-Wert für junge Schüler etwas sehr Abstraktes und schwer Vorstellbares ist, wurde ihnen die Möglichkeit gegeben, etwas Saures und etwas Basisches zu „schmecken“. Dafür wurden Einmalwatte- stäbchen getränkt mit Zitronensäure oder Backpulver herausgegeben. Anhand der pH-Skala wurde den Schülern gezeigt, welchen pH-Wert die beiden Stoffe haben.
Anschließend durften die Schüler mit pH-Messstäbchen den pH-Wert des Seewassers ermitteln. Die Temperatur- und pH-Wert-Messungen wurden auch im Modul „Bach erleben“ wiederholt, die Werte verglichen und gemeinsam mit den Schülern eine Erklärung der Unterschiede hergeleitet.
Bach erleben. Eine halbstündige Wanderung führt vom Schullandheim zu einer Wiese in einer Waldlichtung, durch die ein schmaler, flacher Bach fließt. Dort angekommen, sollten die Schüler sich mit Sitzmatten auf der Wiese verteilen und dabei möglichst viel Abstand zum Nebenmann lassen. Die Schüler probierten aus, wie es sich anfühlt, 10 Minuten alleine, schweigend und nahezu unbewegt die Natur mit allen Sinnen wahrzunehmen. Danach berichteten die Schüler von ihren Erlebnissen. Nach dieser Ruhephase folgte die Entdeckung von Lebewesen im Bach. Dazu wurde den Schülern eine Einführung im Umgang mit empfindlichen Wasserlebewesen gegeben und anschließend das Equipment und die Fangme- thoden vorgestellt. In Kleingruppen durften die Schüler Tiere fangen und mit Hilfe von Tafeln und Büchern bestimmen. Dabei wurde auch auf die biologische Gewässergütebestimmung eingegangen. Da der Bach jedoch mit pH 4 sehr sauer ist, wurde darauf verzichtet, detailliert den Saprobienindex zu ermitteln und somit stand das Erleben der Natur im Vordergrund.
Nachtwanderung. Die Nachtwanderung war ein optionaler Teil des Wochenpro- gramms und fand außerhalb des eigentlichen Themas Wasser statt. Die Schüler wurden eine halbe Stunde nach Sonnenuntergang bis zur völligen Dunkelheit schweigend (soweit möglich) und ohne Taschenlampe durch den Wald geführt. Es wurde ein Versuch zur Farberkennung in der Nacht durchgeführt. In Zweiergrup- pen, verteilt entlang eines Weges, lauschten die Schüler zehn Minuten der Stille der Nacht. Mutige durften eine Strecke von 100 Metern alleine durch den Wald zurücklegen.
Das Umweltbildungsprojekt legte neben dem affektiven Naturerleben einen Schwerpunkt auf situiertes Lernen (Lave & Wenger, 1991). Hierbei wird der Lernende in seinem sozialen Kontext betrachtet und Unterricht mittels interaktiver Gruppenarbeit mit Nutzung geeigneter Hilfsmittel favorisiert. Geeignetes didakti- sches Material bindet Themen aus dem Alltag und der Erfahrungswelt der Schüler
ein. Die auf die Zusammenarbeit der Schüler ausgerichteten und genutzten Methoden waren das Stationenlernen (Gerstner & Bogner, 2010; Schaal &
Bogner, 2005; Sturm & Bogner, 2008) und das Gruppenpuzzle (Aronson, 1978).
Die Module waren hauptsächlich kognitiv orientiert, um Wissen zu vermitteln und gleichzeitig Umwelteinstellungen zu verbessern.
Stationenlernen ist ein Unterrichtsansatz, der soziale, praktische und fachliche Kompetenzen verbessert und den Wissenserwerb unterstützt (Lord, 2001). Die Schüler arbeiten hierbei in kleinen Gruppen zusammen und durchlaufen selbst- ständig vorgegebene Stationen zu unterschiedlichen Themen. Die Vorgehens- weise wurde den Schülern anhand eines Plakats vermittelt. Für Fragen der Schüler standen die Lehrer und Betreuerin während des Stationenlernens zur Verfügung. Die Lösungen zu den Stationen trugen die Schüler in ihr persönliches Forscherheft ein. Zum Abschluss fand stets eine kurze Nachbesprechung statt.
Die folgenden drei Module basieren auf der Methode Stationenlernen:
Stationenlernen „Der Blaue Planet“. Dieser Programmteil zielt auf die Vermitt- lung von physikalischen Eigenschaften des Wassers ab und beschäftigt sich mit dem Wasservorkommen. In vier Pflicht- und vier Zusatzstationen wurden die folgenden zwei Themengebiete abgedeckt: Aggregatzustände, Oberflächenspan- nung, Dichteanomalie, Wasserteilchen und Wasserkreislauf, Wasservorkommen auf der Erde, Wasser im Weltall, Wasser im Körper. Die jeweils ersten beiden genannten Unterthemen bildeten jeweils Pflichtstationen, welche mehrfach aufgebaut waren. Die Zusatzstationen waren fakultativ und durften von den Gruppen durchgeführt werden, die schneller waren, als die anderen. Die Schüler bearbeiteten die Stationen in Zweier- oder Dreiergruppen und in selbst gewählter Reihenfolge und wechselten dann zur nächsten selbst gewählten bzw. freien Station. Alle Arbeitsblätter einer Station waren durch einen gleichen Titel und Buchstaben gekennzeichnet. Es gab jedes Mal eine Anleitung (im Querformat, zur schnelleren Erfassung), ein Infoblatt und Zusatzmaterial für die Aufgabe der jeweiligen Station. Die Anleitung erläuterte das Vorgehen bei der Bearbeitung der Aufgaben und das Infoblatt enthielt die dafür relevanten Auskünfte. Das Zusatz- material unterschied sich entsprechend der jeweiligen Stationen: Zu den Aggregatzuständen, der Oberflächenspannung und der Dichteanomalie gab es einfache Experimente; das Thema Wasserkreislauf wurde künstlerisch bearbeitet, Wasser im Weltall spielerisch mit einem Domino; Wasservorkommen auf der Erde wurde am Computer mit einer PowerPoint-Präsentation veranschaulicht, Wasser im Körper und Wasserteilchen hatten einen mathematischen Hintergrund. Die Lösungen zu den Stationen trug jeder Schüler in sein Forscherheft ein, welches jeweils eine Seite pro Station enthielt, inklusive eines Plans, der den Schülern die Übersicht über die bereits durchgeführten und noch anstehenden Stationen geben sollte. Die Arbeitszeit pro Station betrug maximal 20 Minuten. Die Spezialistenauf- gabe stellte die letzte Frage jeder Station dar und konnte freiwillig bearbeitet
C.3 Methoden 17 werden. Ein Lösungsheft wurde zur selbstständigen Überprüfung der Ergebnisse bereitgestellt und von der Betreuerin ausgegeben.
Stationenlernen „Leben im Wasser“. Die Inhalte dieses Stationenlernens umfassten: Amphibienarten, Metamorphose, Amphibienschutz, Mikroskopieren, Froschrufe, Bionik, Nahrungsnetz, Wasserpflanzen und Atmung im Wasser.
Davon waren die ersten fünf genannten Themen verpflichtend und die letzten vier fakultativ. Die Forscheranleitung und das Infoblatt einer Station glichen sich in ihrer Farbe, ihrem Titel und Titelbild und ermöglichten eine schnelle Zuordnung.
Die Durchführung des Stationenlernens erfolgte genauso wie im Modul „Der Blaue Planet“ und die Materialien waren ebenso dargeboten (siehe oben). Zu den einzelnen Stationen gab es folgendes Zusatzmaterial: Übersichtsplakat zu den Amphibienarten und Amphibienkarten mit Gefährdungsstatus, Puzzle zur Amphibienentwicklung, Quizkarten zum Amphibienschutz, Mikroskop und Köcher von Köcherfliegen, CD-Spieler mit Kopfhörern für Froschrufe, Memory zur Bionik, Vorlage für Zeichnung zum Nahrungsnetz.
Wasserrallye „WasserWeltWeit“. Die Wasserrallye wurde im Rahmen einer Zulassungsarbeit konzipiert, die ich selbst mitbetreut habe. Zur Motivation der Schüler wurde das Stationenlernen abgewandelt und ein Wettbewerbscharakter eingebaut. Die Themen der 19 kurzen Stationen umfassten zwei allgemeinen Stationen zum Umgang mit Wasser zu Hause und dem Begriff Nachhaltigkeit, zwei Stationen zum Klimawandel und dessen Auswirkungen auf den Wasser- haushalt der Erde, vier Stationen zum Thema virtuelles Wasser, drei Stationen zum Thema Wassernutzung und -verfügbarkeit weltweit, vier Stationen zum Trinkwasser und vier zum Abwasser. Es gab fünf mögliche Startstationen (Station 1, 5, 9, 12 und 16), die gleichzeitig auch Anfangsstationen zu den Themenblöcken darstellten. Die Stationen selbst waren durchnummeriert und wurden im Außenbe- reich des Schullandheims in einem großen Kreis um das Fußballfeld aufgehängt und mussten im Uhrzeigersinn bearbeitet werden. Es wurden fünf Schülergruppen gebildet, die je nach Klassengröße drei bis sechs Schüler umfassten. Alle Stationen mussten von einer Gruppe gemeinschaftlich in möglichst geringer Zeit durchgeführt werden. Jede Station bestand aus einem Blatt mit Informationstext und Aufgabenstellung. Die Lösung zu den Stationen wurde im Rallyebogen notiert.
Durch eine schnelle Bearbeitung konnten die Gruppen Extrapunkte sammeln. Die Rallye dauerte zwischen 60 und 100 Minuten. Die Lösungen der Schüler wurden im Anschluss von der Betreuerin auf Richtigkeit überprüft, um die Gewinnergruppe zu ermitteln.
Das Gruppenpuzzle ist eine spezielle Art der Gruppenarbeit, die erstmals von Aronson (1978) beschrieben wurde. Es handelt sich um eine kooperative Lerntechnik, die die Zusammenarbeit von Schülern fördert. Sie beinhaltet, dass
Gleichaltrige sich gegenseitig Lehren und lernen einander zuzuhören, wodurch Engagement und die Motivation der Schüler erhöht wird.
Gruppenpuzzle „Wasser und Ich“. Unter dem Thema ‚Wasser und Ich’ wurde die persönliche Wassernutzung thematisiert. Zur Erklärung der Unterrichtsme- thode wurde ein Poster benutzt, welches in der Vorbesprechung beschrieben wurde. Zunächst wurden die Schüler in gleich große Basisgruppen unterteilt und die Gruppenmitglieder auf dem Poster notiert. Den Schülern wurden dann verschiedene Themen vorgestellt, aus denen jedes Mitglied einer Basisgruppe ein anderes Thema gewählt hat. Es standen sechs Fragen zur Auswahl: Wo verbrauchen wir wie viel Wasser? Wo und wie viel Wasser können wir sparen?
Wobei und womit verschmutzen wir unser Wasser? Wie können wir Wasserver- schmutzung verringern? Wie viel Wasser ist in unserer Nahrung versteckt? Wie können wir virtuelles Wasser sparen? Die Schüler aus den unterschiedlichen Basisgruppen, die das gleiche Thema gewählt hatten, wurden wiederum auf dem Poster notiert und formten eine Expertengruppe. Zwischen Dienstagabend und Donnerstagnachmittag hatten die Experten die Aufgabe, sich gemeinsam zum gewählten Thema fortzubilden, darüber zu diskutieren und sich zu überlegen, wie sie das Thema den anderen erklären können. Donnerstagnachmittag kamen dann wiederum die Basisgruppen zusammen, die nun aus verschiedenen Experten bestanden. Die Experten wurden nacheinander aktiv und brachten ihren Basis- gruppenmitgliedern bei, was sie herausgefunden hatten. Um das Gelernte zu festigen, füllte jeder Schüler sein persönliches Heft zum Thema ‚Wasser und Ich’
aus.
C.4 Ergebnisse und Diskussion 19
C.4 Ergebnisse und Diskussion
Die vorliegende Gesamtarbeit beleuchtet die Wirkung eines Umweltbildungspro- jektes aus verschiedenen umweltschutzrelevanten Blickwinkeln. Die Teilstudien A und B, zu Naturverbundenheit und Umwelteinstellungen, werden gemeinsam betrachtet, da hier jeweils zwischen jüngeren und älteren Schülern differenziert wurde und die Ergebnisse zu ähnlichen Diskussionspunkten veranlassen. Die Ergebnisse der Teilstudie C über Umweltwissen werden einzeln präsentiert und diskutiert, da sie unabhängig der Altersklassen gelten. Abschließend werden die Ergebnisse vor ihrem Gesamtkontext betrachtet und in einem Fazit für den Schulbereich (Lehrende bis hin zu bildungspolitischen Entscheidungsträgern) und die Forschung im Bereich Umweltbildung zusammengefasst.
Die Teilstudie A beschäftigt sich mit der Naturverbundenheit, welche für umweltbewusstes Handeln motiviert. Die INS-Ausgangswerte (Inclusion of Nature in Self; Vortest) zeigen, dass die jüngeren Schüler (9 bis 10 Jahre) stärkere Verbundenheitswerte aufweisen, als die älteren Gymnasiasten und Hauptschüler (11 bis 13 Jahre). Zwischen den beiden Schularten zeigen sich wiederum die Gymnasiasten stärker naturverbunden als die Hauptschüler. Die Ausgangswerte der Umwelteinstellungen preservation und utilisation in Teilstudie B offenbaren ähnliche Resultate. Bei beiden Umwelteinstellungen zeigen die jüngeren Schüler positivere Werte als die Älteren (nur Hauptschüler), wobei als positiv stets die Zunahme der preservation-Präferenz und die Abnahme der utilisation-Präferenz gewertet wird. Die Zweidimensionalität des 2-MEV-Modells (Two Major Environ- mental Values) kann erneut bestätigt werden.
Zunächst sollen die Ausgangswerte (T0) bezüglich der Naturverbundenheit und Umwelteinstellungen zwischen den Gruppen verglichen werden. Allen voran scheint das Alter ein Faktor mit starkem Effekt zu sein. Die jüngeren Schüler sind in ihrer Entwicklung noch eindeutig der Kindheit zuzuordnen, während die Älteren schon auf die Vorpubertät zugehen bzw. sich darin befinden. Diese vorpubertäre Phase beinhaltet eine starke Veränderung der sozialen Beziehungen hin zu mehr Selbständigkeit und emotionaler Distanz von Eltern und beispielsweise auch Lehrern (Parra & Oliva, 2009; Steinberg & Silverberg, 1986). Die älteren Schüler streben daher möglicherweise nach mehr Unabhängigkeit, was dazu führen könnte, dass die Verbundenheit mit der Natur nachlässt. Dieses Individualisierungsstreben kann erklären, warum weniger positive Umwelteinstel- lungen vorhanden sind. Soziale Erwünschtheit ist ebenfalls ein Faktor, der einen Effekt auf die Ergebnisse haben könnte. Er wurde bereits im Zusammenhang mit Umwelteinstellungen betrachtet (Boehnke, Silbereisen, Reynolds & Richmond, 1986; Oerke & Bogner, 2011) und es wurde gezeigt, dass nur die preservation- Einstellung durch soziale Erwünschtheit beeinflusst wird, nicht jedoch die utilisation-Einstellung. Außerdem waren die Werte jüngerer Schüler dabei stärker
durch sozial akzeptierte Antworten geprägt. Neben der Einstellung preservation sind wahrscheinlich auch die ermittelten Werte für die Naturverbundenheit der 9 bis 10-Jährigen stärker durch soziale Erwünschtheit geprägt als die der 11 bis 13- jährigen Schüler.
Neben dem Alter als Einflussfaktor ist es naheliegend, den erfassten Unterschied zwischen Hauptschülern und Gymnasiasten bezüglich ihrer Naturver- bundenheit vor ihrem Bildungsniveau bzw. sozialem Hintergrund zu betrachten.
Zunächst scheint eine höhere Schulleistung mit einer stärkeren Naturverbunden- heit zusammen zu hängen. Bezüglich Umwelteinstellungen wurde bereits belegt, dass das Bildungsniveau fast vollständig deren Unterschiede erklärt (Buttel, 1979).
Somit scheinen Menschen mit einem niedrigeren Bildungsniveau weniger Bewusstsein für Umweltprobleme zu besitzen. Dies kann hauptsächlich auf zwei Gründe zurückgeführt werden: Erstens sind die kognitiven Fähigkeiten von Gymnasiasten in der Regel stärker ausgeprägt, was sie vielleicht offener für die Belange anderer macht und sie den Wert der Natur mit einem weiteren Blickwinkel betrachten lässt (Hirsh, 2010). Zweitens sind die sozioökonomischen Hintergründe zu betrachten. Auf Grund eines besser gestellten Elternhauses könnten Gymnasi- asten öfter an Outdoor-Aktivitäten teilnehmen (Kantomaa, Tammelin, Näyhä &
Taanila, 2007), was die Naturverbundenheit nachhaltig prägen könnte. Es wäre folglich wichtig, jüngeren und auch leistungsschwächeren Schülern leichter ein direktes Naturerleben zu ermöglichen.
Nach den Überlegungen zu den Ausgangswerten (T0) von Umwelteinstel- lungen und Naturverbundenheit soll nun der Effekt des Umweltbildungsprojekts auf die jüngeren und älteren Schüler beleuchtet werden. Teilstudie A zeigt einen Gesamtanstieg der Naturverbundenheit durch das Projekt, welcher bei den jüngeren Schülern größer ist als bei den älteren. Eine nachhaltige Zunahme der Verbundenheit, die vier bis sechs Wochen nach dem Projekt andauert, ist nur bei den jüngeren Schülern festzustellen. In Teilstudie B zeigt sich ein ähnliches Bild:
Das Projekt bewirkt einen positiven, kurzfristigen Erfolg auf die preservation- und utilisation-Einstellung der jüngeren Schüler. Die preservation-Einstellung bleibt auch langfristig verbessert, die utilisation-Einstellung sinkt von T1 zu T2 wieder ab.
Die älteren Schüler hingegen zeigen nur bei preservation eine kurzfristige Einstellungsverbesserung, jedoch keinerlei Veränderung bei utilistation.
Die unterschiedliche Wirkung des Projekts auf die 9 bis 10 sowie 11 bis 13- Jährigen kann durch die bereits oben angeschnittene Erklärung bezüglich der einsetzenden Pubertät verstanden werden. Der Effekt der Lehrerpersönlichkeit, die Leistungsmotivation und das Interesse an Schule im Allgemeinen nimmt mit der einsetzenden Pubertät vermutlich ab (Baer, 1999), weshalb bei den älteren Schülern geringere Einflüsse auf Naturverbundenheit und Umwelteinstellungen zu verzeichnen sind.
C.4 Ergebnisse und Diskussion 21 In Teilstudie B wurde preservation durch die Projektteilnahme stärker beeinflusst als utilisation. Andere Studien ermittelten oftmals ebenfalls einen unterschiedlichen Effekt eines Projekts auf die beiden Umwelteinstellungen (z.B.
Bogner, 1999; Sellmann & Bogner, 2012b; Drissner et al., 2010). Dies wurde vor allem durch die unterschiedlichen Inhalte der verschiedenen Projekte erklärt. In der vorliegenden Studie ist es jedoch wahrscheinlich, dass der Inhalt des Messinstruments, also der 2-MEV-Items ausschlaggebend ist. Drei von acht preservation-Items beschäftigen sich mit dem Thema Wasser, welches Grundlage unseres Umweltbildungsprojekts war; es ist jedoch kein gleichwertiges utilisation- Item vorhanden. Dieser Sachverhalt ist ein bedeutendes Indiz für den gemesse- nen positiveren Effekt auf die Umwelteinstellung preservation im Vergleich zu utilisation.
Unterschiede zwischen den Geschlechtern können zwischen preservation und utilisation nicht festgestellt werden. Es finden sich auch aufgrund der Teilnahme am Projekt keine Unterschiede zwischen den Schülerinnen und den Schülern. Auch innerhalb der Alterskohorten waren die Werte von Jungen und Mädchen gleich. Dies stimmt nicht mit bisher veröffentlichten Ergebnissen überein (z.B. Bogner & Wiseman, 2004, 2006; Boeve-de Pauw & van Petegem, 2011;
Oerke & Bogner, 2010 und Review von Zelezny, Chua & Aldrich, 2000).
Geschlechtsunterschiede bezüglich Umwelteinstellungen werden in der Regel - wie auch in der vorliegenden Studie - mittels klassisch analytischen Vorgehens (unabhängigen t-Tests) ermittelt. Boeve-de Pauw, Jacobs und van Petegem (2012) zeigen in einer aktuellen Studie, dass die unterschiedlichen Ergebnisse für die Geschlechter jedoch eher durch ein methodisches Artefakt dieser Vorgehens- weise, als durch wirkliche Unterschiede erklärt werden können. Manche 2-MEV- Items „funktionieren“ folglich für Jungen und Mädchen unterschiedlich. In Teilstudie B wurde kein Unterschied zwischen den Geschlechtern gefunden, was vor dem Hintergrund der eben genannten Studie kein überraschendes Ergebnis ist. Vorhergehende Studien, die Unterschiede zwischen den Geschlechtern gefunden haben, müssten folglich neu interpretiert werden. Zusätzlich ist es möglich, dass weitere Studien ebenfalls keinen Effekt des Geschlechts gefunden haben, ohne dies je publiziert zu haben.
Teilstudie C betrachtet die Umweltwissensarten Systemwissen, Handlungswissen und Wirksamkeitswissen, welche essentiell sind, damit effektives ökologisch- nachhaltiges Handeln möglich wird. Im Folgenden werden die Skalenqualität, das Wissensniveau und die Wissenskonvergenz zusammenfassend dargestellt.
Die drei Umweltwissensskalen wurden mit Hilfe des Rasch-Modell kalibriert, um ihre Qualität festzustellen. Sie weisen eine akzeptable Personenreliabilität für System- und Handlungswissen, sowie eine mäßige für Wirksamkeitswissen auf.
Die Item-Reliabilität der Umweltwissensskalen ist hoch. Wirksamkeitswissen zeigt
einen geringeren Mittelwert und eine geringere Varianz als die anderen Skalen, welche die nur mäßige Personenreliabilität erklären kann. Der niedrigere Mittelwert, sowie die geringe Varianz deuten ebenfalls darauf hin, dass die Fragen zum Wirksamkeitswissen schwieriger zu beantworten sind. Anders ausgedrückt mangelt es den Schülern vergleichsweise stärker an Wirksamkeitswissen, was mit Ergebnissen von Frick und Kollegen (2004) übereinstimmt. Die Autoren zeigten, dass das Wirksamkeitswissen innerhalb einer repräsentativen schweizer Stichprobe geringer war, als bei den anderen Umweltwissensarten. Für die Fit- Statistik wurden die gewichteten Effektivwerte und die t-Werte ermittelt. Die relative Differenz zwischen beobachteten Item- und Personen-Werten und den vorhergesagten Werten des Modells lag im akzeptablen Bereich für Items einfacher Multiple-Choice-Fragebögen (Bond & Fox, 2007). Die Anzahl der Schüler, für die das Modell keine präzise Vorhersage erlaubt (t ≥ 1,96), sollte unter 5% liegen, was bei den neu entwickelten Skalen der Fall war. Die Anzahl der fehlenden Antworten war sehr gering. Folglich zeigen die Skalen sich entspre- chend dem Rasch-Modell reliabel und homogen. Die Items bilden die ihnen zugedachte Wissensart verlässlich ab und unterscheiden sich nur bezüglich ihrer Schwierigkeit. Die Wissensskalen sind eindimensional und voneinander abtrennbar, was durch die moderate Korrelation im Vortest sichtbar wird.
Die Zunahme des Wissensniveaus durch die Teilnahme am Umweltbil- dungsprojekt belegt einen sehr großen Bildungserfolg: Das Umweltwissen nimmt bei den Teilnehmern insgesamt mit sehr großer Effektstärke zu (kurz- und langfristig), wie erwartet aber nicht bei der Kontrollgruppe. Gleichwertige Ergebnisse wurden bereits in vorherigen Studien gezeigt (Fančovičová & Prokop, 2011; Sellmann & Bogner, 2012a). Bei einzelner Betrachtung der Wissensarten zeigen System- und Handlungswissen bezüglich der Effektstärken einen größeren Zuwachs als das Wirksamkeitswissen. In den vier bis sechs Wochen nach Projektende nimmt erwartungsgemäß das gesamte Umweltwissen mit einer kleinen Effektstärke wieder ab, wobei das Systemwissen sich am geringsten und das Wirksamkeitswissen sich am stärksten verringert. Wissensverlust über die Zeit ist auch in ähnlichen Studien beschrieben worden und ist ein bekanntes Phänomen in der Bildung (z.B. Bogner, 1998; Randler et al., 2005).
Die Ergebnisse zu den Wissensarten können derzeit noch nicht mit anderen Studien verglichen werden, da die vorliegende Studie die erste diesbezügliche Veröffentlichung darstellt, welche alle drei Wissensarten integriert und die Effekte gemessen hat. Am auffälligsten ist jedoch, dass von System- über Handlungs- hin zu Effektivitätswissen, die Wissenszunahme durch das Projekt geringer wird.
Dieses Ergebnis ist nicht überraschend, wenn man die hinter den Umweltwissens- arten liegende Theorie des „Knowledge Structure Model“ nach Frick, Kaiser und Wilson (2004; siehe Abbildung 2) betrachtet. Hier wird deutlich, dass die Wissensarten voneinander abhängen: Systemwissen formt die Basis für Handlungs- und Wirksamkeitswissen und Wirksamkeitswissen ist von Handlungs-
